FPGA+DSP架构的嵌入式视觉跟踪系统设计与实现

"该论文详细介绍了基于FPGA+DSP架构的嵌入式视觉跟踪系统的设计与实现，旨在满足视觉监控应用中的实时性需求。" 在本文中，作者提出了一种结合FPGA（Field-Programmable Gate Array）和DSP（Digital Signal Processor）的嵌入式系统，用于视觉跟踪任务。FPGA作为核心控制器，负责视频数据的采集，并对原始图像进行一系列预处理操作，包括自动调光、色彩插值、中值滤波以及白平衡调整，以提升图像质量。预处理后的图像通过PCI Express (PCIe) 接口发送至DSP进行进一步处理。 DSP利用External Memory Interface Fast (EMIFA) 从FPGA接收预处理的高质图像，然后运用基于均值漂移的跟踪算法来定位并追踪目标。均值漂移是一种无参数的统计方法，它根据像素的颜色和空间分布自动寻找目标的最可能位置，适合于复杂背景下的目标追踪。 文章详细讨论了系统各模块间的接口设计，如FPGA与DSP之间的通信协议，以及算法的实现细节。同时，作者还进行了系统优化，以提高跟踪性能和效率。实验结果显示，经过预处理，图像的亮度得到改善，色温得以校正，从而确保了图像的质量。跟踪算法在经过代码优化后，平均每帧处理时间仅为13毫秒，满足了实时性的需求。 关键词涵盖了FPGA、DSP、图像预处理、视觉跟踪和均值漂移等关键技术，表明该研究主要集中在硬件加速的图像处理和高效的目标跟踪算法上。论文的贡献在于提供了一个高效的嵌入式解决方案，适用于实时视觉监控系统，特别是在需要快速、准确目标追踪的场景下。 此系统的应用范围可能涵盖安防监控、无人驾驶、无人机导航等多个领域，对于提高这些领域的自动化水平和反应速度具有重要意义。通过FPGA和DSP的协同工作，实现了计算密集型任务的并行处理，确保了系统的高性能和低延迟，为视觉跟踪技术的实际应用提供了新的思路和方法。